馬建興

摘 要 采用案例分析的方式，探討如何合理運(yùn)用“學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，以試圖尋找到適合當(dāng)下高中生物學(xué)課堂教學(xué)變革的路徑與方式，最終達(dá)成促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)形成與發(fā)展的愿景。

關(guān)鍵詞 “學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式核心素養(yǎng)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)概念教學(xué)教學(xué)策略

1 “學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式

“學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式最初源自于皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論。學(xué)習(xí)環(huán)由最初的3個(gè)階段發(fā)展到現(xiàn)今的5個(gè)階段（圖1），其基本觀念、主要環(huán)節(jié)及教學(xué)策略基本保持不變。即，首先通過創(chuàng)設(shè)情境、活動(dòng)或動(dòng)手做來引起學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣;然后，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者自主建構(gòu)、解釋所習(xí)得的新概念，教師同時(shí)引進(jìn)新的名詞或作概念辨析，促進(jìn)概念轉(zhuǎn)變;接著，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)概念解決復(fù)雜情境中的真實(shí)問題，教師利用形成性評價(jià)來評估學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。

在中學(xué)生物學(xué)課程實(shí)施中，教師應(yīng)堅(jiān)持“核心素養(yǎng)為宗旨，內(nèi)容聚焦大概念，教學(xué)過程重實(shí)踐，學(xué)業(yè)評價(jià)促發(fā)展”的理念引領(lǐng)，運(yùn)用“學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式優(yōu)化教與學(xué)的活動(dòng)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)，以發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

2 促進(jìn)概念轉(zhuǎn)變：優(yōu)化問題情境創(chuàng)設(shè)，搭建探究學(xué)習(xí)支架

學(xué)生基于以往的學(xué)習(xí)和生活所形成的前概念具有個(gè)體差異性和穩(wěn)定性。前概念并不都是錯(cuò)誤的，但往往是零碎的，缺少連貫性和完整性。因此，教師在教學(xué)前要充分了解學(xué)生的前概念，通過“引入”創(chuàng)設(shè)特定的情境讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，再通過“探究”幫助學(xué)生豐富概念，實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變或者重建概念。在實(shí)際教學(xué)過程中，只注重科學(xué)探究過程而忽視引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)概念的現(xiàn)象比較普遍。“學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式能夠較好地幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念。如，在“人類遺傳病”部分內(nèi)容的教學(xué)中，可以采取如下策略，促進(jìn)概念轉(zhuǎn)變。

2.1 教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)（片段）

教師借助PPT，以視頻結(jié)合解說的形式，呈現(xiàn)一組關(guān)于家族性疾病、人類遺傳病和先天性疾病的典型病例及介紹，并引導(dǎo)學(xué)生討論以下問題：①家族性疾病都屬于人類遺傳病嗎？②先天性疾病都屬于人類遺傳病嗎？③人類遺傳病都是先天性疾病和家族性遺傳病嗎？學(xué)生結(jié)合問題，觀看視頻，聽取講解，積極思考，分組討論，通過判斷、論證，能正確說出家族性疾病、先天性疾病和遺傳病的聯(lián)系與區(qū)別。例如，因飲食缺碘導(dǎo)致的家族性呆小癥，是家族性疾病，但不是遺傳病;某些因生殖細(xì)胞產(chǎn)生過程中的基因突變、基因重組和染色體變異，親代正常而在子代才表現(xiàn)或出現(xiàn)的病征屬于遺傳病;某些因懷孕期間飲食或病菌感染導(dǎo)致的新生兒疾病屬于先天性疾病，但不屬于遺傳病;有些遺傳病可能在一定年齡階段才發(fā)病。然后，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生歸納事實(shí)，提煉屬性，在修正前概念的基礎(chǔ)上，建構(gòu)“人類遺傳病”的科學(xué)概念。即，通常是由遺傳物質(zhì)改變（基因突變、基因重組、染色體變異）所導(dǎo)致的疾病，通常分為3類單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體異常遺傳病。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)習(xí)遺傳病的主要價(jià)值在于認(rèn)識遺傳病的發(fā)病機(jī)理、遺傳方式及防治辦法。所以，教師幫助學(xué)生明晰遺傳病的概念內(nèi)涵尤為重要。教師引導(dǎo)學(xué)生判斷辨析實(shí)例，進(jìn)一步幫助學(xué)生認(rèn)識前概念的不足與漏洞，進(jìn)而建構(gòu)科學(xué)概念，發(fā)展學(xué)生的批判性思維能力。

2.2 發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)分析

“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”是本模塊的大概念之一，而“人類遺傳病”為該大概念的顯性表達(dá)提供了事實(shí)支撐，并豐富了大概念的內(nèi)涵。本案例中，教師在充分了解學(xué)生“人類遺傳病”前概念的基礎(chǔ)上，利用圖文、視頻等信息創(chuàng)設(shè)具有強(qiáng)烈沖突的問題情境，搭建學(xué)習(xí)支架，引導(dǎo)學(xué)生辨析“人類遺傳病”“家族性疾病”“先天性疾病”的關(guān)系，凸顯“人類遺傳病”的本質(zhì)——遺傳病通常是由遺傳物質(zhì)改變引起的疾病。概念建構(gòu)源于學(xué)生對前概念的不滿，教師運(yùn)用正例、反例和特例，幫助學(xué)生不斷修正前概念形成科學(xué)概念。探究、解釋的過程有助于學(xué)生認(rèn)識人類疾病成因的復(fù)雜性，有利于顯性化表達(dá)生命觀念;還有助于學(xué)生形成與發(fā)展歸納與概括、模型與建模、批判性思維等科學(xué)思維能力;還可促進(jìn)提升關(guān)注健康、關(guān)愛生命的社會(huì)責(zé)任意識。

3 發(fā)展科學(xué)思維：探究實(shí)踐獲取事實(shí)，歸納提煉建構(gòu)概念

科學(xué)思維是一種能力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力是中學(xué)生物學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)之一?？茖W(xué)思維是指形成并運(yùn)用于科學(xué)認(rèn)識活動(dòng)、對感性認(rèn)識材料進(jìn)行加工處理的方式與途徑的理論體系。《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）中明確指出：科學(xué)思維是指“能夠基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創(chuàng)造性思維等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視或論證生物學(xué)社會(huì)議題”。如，在“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶”內(nèi)容的教學(xué)中，可以采取如下策略，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力。

3.1 教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)（片段）

教師借助實(shí)物向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)室中H2O2的保存方法和條件，指導(dǎo)學(xué)生以小組為單位，利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材完成“溫度對H2O2分解速率的影響”實(shí)驗(yàn)。學(xué)生結(jié)合教材內(nèi)容，展開討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)踐。

學(xué)生在教師指導(dǎo)下，繼續(xù)以小組為單位，利用新鮮肝臟研磨液、Fe3+、注射器、氣球等實(shí)驗(yàn)器材，自行設(shè)計(jì)“比較不同催化劑對H2O2分解速率的影響”實(shí)驗(yàn)方案，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行“氣球?qū)嶒?yàn)”，結(jié)合氣球脹大的速率，得出結(jié)論：H2O2酶催化H2O2分解的效率比Fe3+更高。

教師引導(dǎo)性提問：由于受到氣球材質(zhì)、肉眼觀察的準(zhǔn)確性等多種因素的制約，氣球體積的變化以及最后的大小并不能準(zhǔn)確反應(yīng)出過氧化氫分解的速率。那么，怎樣才能定量地分析O2產(chǎn)生和H2O2分解的速率呢？并適時(shí)呈現(xiàn)O2傳感器，介紹其工作機(jī)理和使用方法。學(xué)生立刻領(lǐng)悟可以利用O2傳感器來優(yōu)化本實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的采集，進(jìn)而讓研究從定性走向定量，繼續(xù)以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，將O2產(chǎn)生的速率以坐標(biāo)曲線的形式呈現(xiàn)出來，并與上述“氣球?qū)嶒?yàn)”中的O2產(chǎn)生的總量進(jìn)行對比。最后發(fā)現(xiàn)：兩個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的O2總量相等，表明了“酶是一種活細(xì)胞產(chǎn)生的催化劑，與其他催化劑一樣，提高了反應(yīng)的速率而不改變反應(yīng)的平衡”。

5 結(jié)語

學(xué)科核心素養(yǎng)是核心素養(yǎng)的課程化與具體化，是聯(lián)系核心素養(yǎng)與課堂教學(xué)間的紐帶，是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)策略和評價(jià)方式均提出了新的要求和期待。實(shí)踐證明，合理運(yùn)用“學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式——精心選擇“引入”情境，恰當(dāng)開展“探究”“解釋”“精致”等活動(dòng)，合理“評價(jià)”，是能達(dá)成發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的課程目標(biāo)的。

但是，“學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式不可能適用于生物學(xué)課程的所有內(nèi)容，也沒有哪一種教學(xué)模式可以一勞永逸地解決所有的學(xué)科教學(xué)問題。要促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)全面、持續(xù)提升，教師需以課程理念為引領(lǐng)，合理運(yùn)用“學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式的各個(gè)環(huán)節(jié)，并根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容，合理選擇多種學(xué)習(xí)策略，引導(dǎo)學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)，以真正達(dá)成發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的課程愿景。

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